Інтеграція ядерної та відновлюваної енергетики: потенціал гібридних систем

Ядерно-відновлювані гібридні енергетичні системи сьогодні розглядаються як перспективне рішення для декарбонізації енергетики та промисловості, забезпечуючи надійне та гнучке електропостачання. Їхня роль особливо зростає в умовах збільшення частки відновлюваних джерел енергії та розвитку передових ядерних технологій, зокрема малих модульних реакторів (ММР).

Починаючи з початку 2010-х років, дослідники відзначали, що ядерна та відновлювана енергія можуть взаємно доповнювати одна одну, підвищуючи гнучкість, надійність і загальну ефективність енергосистеми.

Ядерно-відновлювані гібридні енергетичні системи розробляються не лише для виробництва електроенергії: завдяки узгодженню роботи ядерних реакторів із відновлюваними джерелами та промисловими процесами вони здатні стабілізувати енергомережі, а також забезпечувати неелектричні потреби, зокрема виробництво водню, централізоване теплопостачання тощо. Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ) визначає їх як інтегровані комплекси, що поєднують ядерні реактори, відновлювану генерацію та промислові процеси з метою підвищення гнучкості, скорочення викидів парникових газів та максимізації ефективності інвестицій (NR-T-1.24, 2022).

У межах завдання 1.2 робочого пакета WP1 міжнародного проєкту «Оцінка безпеки неелектричних застосувань ядерної енергії» (SANE) ДНТЦ ЯРБ здійснив всебічний огляд концепцій ядерно-відновлюваних гібридних енергетичних систем, способів інтеграції, сфер застосування та рівнів технологічної готовності, а також окреслив аспекти впровадження. Аналіз публікацій показав стабільне зростання досліджень і міжнародних проєктів, що підкреслює глобальний інтерес до цієї теми.

Огляд, виконаний ДНТЦ ЯРБ, висвітлює низку можливостей та переваги ядерно-відновлюваних гібридних енергетичних систем. З технічної точки зору, вони забезпечують керовану низьковуглецеву енергію та гнучкість енергомережі завдяки поєднанню атомної енергетики з відновлюваними джерелами та динамічному розподілу енергії між електричними й неелектричними застосуваннями. З економічної точки зору, вони підвищують ефективність та фінансові показники використання складових гібридної енергосистеми завдяки безперервній роботі, диверсифікації продукції (наприклад, водню чи аміаку) та економії витрат за рахунок зменшення обмежень генерації і спільної інфраструктури. З екологічної точки зору, вони сприяють глибокій декарбонізації енергетики та промисловості, витісняючи викопне паливо й забезпечуючи ширше використання відновлюваних джерел.

Водночас під час огляду фахівці ДНТЦ ЯРБ окреслили аспекти, що потребують подальшого опрацювання. До них належать адаптація аналізів безпеки з урахуванням конкретних взаємопов’язаних подій, що можуть спричинити аварію, забезпечення надійної експлуатації складних багатокомпонентних систем та вирішення питань кібербезпеки.

Крім того, оскільки ядерні, відновлювані та промислові компоненти часто підпадають під юрисдикцію різних регулюючих органів, для встановлення ефективних процесів ліцензування ядерно-відновлюваних гібридних енергетичних систем необхідна рання координація та розширення експертних знань.

У перспективі ядерно-відновлювані гібридні енергетичні системи є одним із стратегічних шляхів до декарбонізації, диверсифікації енергоносіїв та підвищення енергетичної стійкості. Вони мають великий потенціал для міжгалузевої інтеграції, підвищення енергетичної безпеки та інновацій у неелектричних сферах застосування ядерної енергії. Для реалізації цього потенціалу необхідні подальші дослідження, пілотні проєкти та міжнародне співробітництво, а також прогрес у моделюванні, аналізі безпеки та регуляторних рамках, що допоможе перейти від концептуальних проєктів до практичного впровадження.

Для успішного впровадження та, отже, отримання повного спектру переваг від технології ядерно-відновлюваних гібридних енергетичних систем, необхідна відкрита комунікація, заснована на об’єктивних фактах, оскільки це дозволить громадськості краще зрозуміти цю технологію, прийняти її і навіть підтримати.

Шлях до впровадження нової технології ніколи не був легким, проте завдяки ретельним і всебічним дослідженням, випробуванням та за допомогою чіткої, заснованої на фактах комунікації з фахівцями та громадськістю ми можемо разом рухатися вперед, до більш чистого та сталого майбутнього.

Олексій Дибач,
директор ВП «Центр “ІНТЕНСА”» ДНТЦ ЯРБ

Інформація також розміщена на сайті проєкту SANE.